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雷暴闪电活动人工催化数值试验

中尺度模式,人工催化,闪电活动

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.28 雷暴气象和雷电物理

本研究基于中尺度起放电模式WRF-ELEC，引入人工催化模块，建立了中尺度人工催化-电耦合模式，模式具备在选定时间和选定区域 (包括水平位置及垂直高度) 以选定浓度对雷暴进行催化的能力，其中人工催化模块采用了直接播撒冰晶方案。利用耦合模式，在理想以及真实雷暴中开展了人工催化数值试验，主要结论如下：理想试验结果表明，不同催化方式对雷暴闪电活动的影响是不同的，其中在−16℃~−5℃区间播撒人工冰晶，可以在雷暴初期增强闪电活动，但在雷暴的成熟期减弱闪电活动，从而达到削弱闪电频次 (密度) 峰值的作用。真实雷暴的催化数值模拟试验结果同样表明，通过人工催化的方式来减弱真实雷暴闪电活动是可行的。−5℃~−0.5℃层附近的催化会增强雷暴的闪电活动，催化对闪电抑制效果需要达到一定的高度，−20℃高度层的催化对闪电峰值的削弱作用最为明显。人工播撒冰晶可以对闪电和降水产生相反的影响效果，相比于降水，闪电活动对播撒冰晶更为敏感。